Kaksisuuntaisesti samalla kaistalla

19.03.2015

columbia-tuplaten-kaksisuuntaisella-radiolla-may-2014.pngRyhmä Columbia Engineeringin tutkijoita on kehittänyt mikropiirin, joka mahdollistaa radiosignaalin samanaikaisen lähettämisen ja vastaanottamisen yhteisellä taajuuskaistalla.

Tällaista (in-band full-duplex) täysduplesista radiotekniikkaa on tutkittu ja teoretisoitu jo joitakin vuosia mutta tämä on ensimmäinen mikropiiritason toteutus. Samaa kaistaa hyödyntäen voitaisiin siirtokapasiteetti kaksinkertaistaa.

Nyt jo vanhanaikaisiksi käyneillä parikierretyillä puhelinlinjoilla kaiunpoistoa käytettiin 1960-luvulta lähtien mutta radiotekniikan parissa temppu on paljon vaikeampi toteuttaa koska siinä esiintyy huomattavasti dynaamisempia ilmiöitä, joihin pitäisi sovittautua.

Aihetta on tutkittu myös Suomessa muun muassa Tampereen ja Oulun yliopistoissa sekä alan yrityksissä. Yhteistyötä on tehty myös yhdysvaltalaisen Ricen sekä Kioton ja Tokion yliopistojen kanssa.

Uusimmassa Tampereen teknillisen yliopiston ja Intelin yhteistyöprojektissa selvitettiin tarvittavaa vaimennustekniikkaa ja todettiin 100 desibelin vaimennuksen olevan toteutettavissa nykyisellä tekniikalla ja protokollilla.

Perusongelma yhteisen kaistan Full Duplex -tekniikassa on radion lähtevän ja vastaanotettavan signaalin erittäin suuri tehoero. Kun ollaan samalla taajuudella, lähetettävä signaali peittää vastaanotettavan signaalin.

Suomalaisissa tutkimuksissa ratkaisuna pulmaan on mietitty laitteiden erillisiä lähetys- ja vastaanottoantenneita tai lähetyssignaalin vaimennusta ennen kuin se pääsee herkkiin RF-vahvistimiin ja poistamalla loppuhäiriö digitaalisen signaalinkäsittelyn keinoin.

Kanadalaisen Waterloon yliopiston tutkijoiden mukaan kaksisuuntaisilla langattomilla järjestelmillä olisi myös merkittävä vaikutus langattomien verkkojen palvelun laatuun, tehokkuuteen ja tietoturvaan. Heidän innovaation perusta on antennien suunnittelussa ja monitasoisessa häiriöiden vaimentamisessa.

Texasin Austinin yliopiston tutkijat ovat kehittäneet ilman magneetteja toimivan radioaaltojen kiertoelimen. Tämä kyseisen laitteen mikrotasolle tuova kehitysaskel on omiaan tutkiin ja antennien vaiheistukseen mutta sitä voisi periaatteessa soveltaa myös kaksisuuntaisen radioon.

Jatkossa Columbia Engineeringin tutkijat suunnittelevat testaavansa useita kaksisuuntaisia solmuja selvittääkseen, mitä hyötyjä tekniikalla olisi verkon tasolla. Tällaisen kaistan sisäisen kaksisuuntaisuuden käyttöönotto vaatii koko laitekannan uusimista, joten alkuun sitä nähtäneen vain rajatuimmissa järjestelmissä kuten WLAN-verkoissa.

26.06.2020Magnon-kytkin teollisesti hyödyllisillä ominaisuuksilla
25.06.2020Mikroaaltovahvistin joustavalle puukalvolle
24.06.2020Eksitoneja ja kvanttimateriaaleja
23.06.2020Anturien 3D-tulostus suoraan sydämeen
19.06.2020Tallennusta, logiikkaa ja skyrmioneja
18.06.2020Perusteita tehokkaammille akuille
17.06.2020Lomittaa molekyylejä ja atomeja
16.06.2020Intuitiivinen ohjelmointikieli kvanttitietokoneille
15.06.2020Kontakteja 2D-transistoreille
12.06.2020Molekyylit tarjoavat satakertaisen muistin

Siirry arkistoon »